experimentos de Galvani

Luigi Galvani (Bolonia, Italia, 9 de septiembre de 1737 - id., 4 de diciembre de 1798), médico, fisiólogo y físico italiano, sus estudios le permitieron descifrar la naturaleza eléctrica del impulso nervioso.

A partir aproximadamente de 1780, Galvani comenzó a incluir en sus conferencias pequeños experimentos prácticos que demostraban a los estudiantes la naturaleza y propiedades de la electricidad. En una de estas experiencias, el científico demostró que, aplicando una pequeña corriente eléctrica a la médula espinal de una rana muerta, se producían grandes contracciones musculares en los miembros de la misma. Estas descargas podían lograr que las patas (incluso separadas del cuerpo) saltaran igual que cuando el animal estaba vivo.

El médico había descubierto este fenómeno mientras disecaba una pata de rana, su bisturí tocó accidentalmente un gancho de bronce del que colgaba la pata. Se produjo una pequeña descarga, y la pata se contrajo espontáneamente. Mediante repetidos y consecuentes experimentos, Galvani se convenció de que lo que se veía eran los resultados de los que llamó "electricidad animal". Galvani identificó a la electricidad animal con la fuerza vital que animaba los músculos de la rana, e invitó a sus colegas a que reprodujeran y confirmaran su descubrimiento.

Así lo hizo en la Universidad de Pavía el colega de Galvani Alejandro Volta quien afirmó que los resultados eran correctos pero no quedó convencido con la explicación de Galvani.

Los cuestionamientos de Volta hicieron ver a Galvani que aún restaba mucho por hacer. La principal traba a su explicación era el desconocimiento de los motivos por los que el músculo se contraía al recibir electricidad. La teoría obvia era que la naturaleza del impulso nervioso era eléctrica, pero quedaba demostrarla.

El fisiólogo llamó a esta forma de producir energía "bioelectrogénesis". A través de numerosos y espectaculares experimentos —como electrocutar cadáveres humanos para hacerlos bailar la "danza de las convulsiones tónicas"— llegó a la conclusión de que la electricidad necesaria no provenía del exterior, sino que era generada en el interior del propio organismo vivo, que, una vez muerto, seguía conservando la capacidad de conducir el impulso y reaccionar a él consecuentemente.

Pensó correctamente que la electricidad biológica no era diferente de la producida por otros fenómenos naturales como el rayo o la fricción, y dedujo con acierto que el órgano encargado de generar la electricidad necesaria para hacer contraer la musculatura voluntaria era el cerebro. Demostró asimismo que los "cables" o "conectores" que el cerebro utilizaba para canalizar la energía hasta el músculo eran los nervios.

on sus explicaciones, Galvani había por fin desestimado las antiguas teorías de Descartes que pensaba que los nervios eran tan solo caños que transportaban fluidos. La verdadera naturaleza del sistema nervioso como un dispositivo eléctrico enormemente eficiente había sido comprendida por fin.

Desafortunadamente, en tiempos de Galvani no existían instrumentos de medición capaces de determinar los escasísimos niveles de voltaje que circulan por los nervios: la tarea quedó necesariamente en manos de científicos posteriores dotados de una tecnología más avanzada.

Los estudios de Luigi Galvani inauguraron una ciencia entera que no existía hasta ese momento: la neurofisiología, estudio del funcionamiento del sistema nervioso en la que se basa la neurología.[

experimento de Cavendish

El experimento de Cavendish o de la balanza de torsión constituyó la primera medida de la fuerza de gravedad entre dos masas y, por ende, a partir de la Ley de gravitación universal de Newton y las características orbitales de los cuerpos del Sistema Solar, la primera determinación de la masa de los planetas y del Sol.

Una versión inicial del experimento fue propuesta por John Michell, quien llegó a construir una balanza de torsión para estimar el valor de la constante de gravedad. Sin embargo, murió en 1783 sin poder completar su experimento y el instrumento que había construido fue heredado por Francis John Hyde Wollaston, quien se lo entregó a Henry Cavendish.

Cavendish se interesó por la idea de Michell y reconstruyó el aparato, realizando varios experimentos muy cuidadosos con el fin de determinar la densidad media de la Tierra. Sus informes aparecieron publicados en 1798 en la Philosophical Transactions de la Royal Society. A principios del siglo XIX se pudo obtener, por primera vez, el valor de la constante de gravitación universal G a partir de su trabajo, el cual (6.74·10^-11) difería del actual (6.67·10^-11) en menos de un 1%.

El instrumento construido por Cavendish consistía en una balanza de torsión con una vara horizontal de seis pies de longitud en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba suspendida de un largo hilo. Cerca de las esferas Cavendish dispuso dos esferas de plomo de unos 175 kg cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un pequeño giro sobre esta. Para impedir perturbaciones causadas por corrientes de aire, Cavendish emplazó su balanza en una habitación a prueba de viento y midió la pequeña torsión de la balanza utilizando un telescopio.

El objetivo del experimento es medir el giro en la balanza de torsión producido por la fuerza de gravedad ejercida entre las esferas externas y las masas dispuestas en los extremos. La fuerza de recuperación en la balanza puede escribirse en función del ángulo girado sobre la posición de equilibrio, θ

.

El ángulo θ puede ser medido mediante un espejo situado en la fibra de torsión. Si M representa la masa de las esferas exteriores y m la masa de las esferas en la balanza de torsión, se puede igualar la fuerza de torsión con la fuerza de la gravedad ejercida por las esferas mediante la fórmula:

,

donde G es la constante de gravitación universal, L la distancia entre el hilo de torsión y las esferas m y r la distancia entre los centros de las esferas M y m. Por lo tanto,

.

Dado que k puede medirse a partir del periodo de oscilación de la balanza de torsión, T, G puede escribirse de la siguiente manera:

.

aparato de van de graff

El generador de Van de Graaff es una máquina electrostática que utiliza una cinta móvil para acumular grandes cantidades de carga eléctrica en el interior de una esfera metálica hueca. Las diferencias de potencial así alcanzadas en un generador de Van de Graaff moderno pueden llegar a alcanzar los 5 megavoltios. Las diferentes aplicaciones de esta máquina incluyen la producción de rayos X, esterilización de alimentos y experimentos de física de partículas y física nuclear.

El generador consiste en una cinta transportadora de material aislante motorizada, que transporta carga a un terminal hueco. La carga es depositada en la cinta por frotamiento a través del efecto triboeléctrico. Dentro del terminal, la carga es recolectada por una varilla metálica que se aproxima a la cinta. La carga, transportada por la cinta, pasa al terminal esférico nulo.

Relampago, Tornado y Huracan

El relámpago o refucilo es el resplandor muy vivo producido en las nubes por una descarga eléctrica.

La diferencia de voltaje se debe sobre todo a las diferentes velocidades de ionización de los componentes de los gases que forman dichas nubes. La ionización de estos componentes se debe en sí misma al efecto de la luz solar y a la diferencia de temperaturas entre los distintos estratos de la nube, así como a la diferencia de temperaturas entre día y noche. Al igual que el rayo, el relámpago seguirá lo que se llama gradiente de voltaje o de potencial eléctrico; esto es, la línea recta más corta que une dos variaciones máximas de voltaje, dándole al rayo esa forma tan peculiar.

Un tornado es una violenta, peligrosa y destructiva columna rotativa de aire en movimiento la cual se encuentra en contacto tanto con la superficie de la tierra como con una nube de cumulonimbo o, raramente, la base de una nube grande. Los tornados pueden presentarse en diversos tamaños, siendo típica la forma de nube embudo, cuyo final alcanza el suelo y generalmente está rodeado por una nube de escombros y polvo. La mayor parte de los tornados tienen velocidades de viento entre 64 kilómetros/h y 177 kilómetros/h, miden aproximadamente 75 m y se desplazan durante varios kilómetros antes de disiparse. Algunos logran velocidades de viento de más de 480 kilómetros/h, se extienden a través de más de 1.6 kilómetros, y permanecen en tierra durante más de 100 kilómetros.

El huracán es el más severo de los fenómenos meteorológicos conocidos como ciclones tropicales. Estos son sistemas de baja presión con actividad lluviosa y eléctrica cuyos vientos rotan antihorariamente (= en contra de las manecillas del reloj) en el hemisferio Norte. Un ciclón tropical con vientos menores o iguales a 62 km/h es llamado depresión tropical. Cuando los vientos alcanzan velocidades de 63 a 117 km/h se llama tormenta tropical y, al exceder los 118 km/h, la tormenta tropical se convierte en huracán.